太阳能多热源热泵干燥系统多目标优化

为提高太阳能联合空气源热泵干燥系统的经济效益、环保效益以及太阳能利用率,提出了一种太阳能多热源热泵(solar assisted multi-heat source heat pump, SMSHP)干燥系统。采用模糊层次分析法,该研究选取集热器倾角、集热器面积、水箱容积、热泵功率、水泵流量、空气流量为变量,以SMSHP干燥系统的经济性、系统性能、节能性为优化目标,建立SMSHP干燥系统基于模糊层次分析法的多目标优化模型,得到SMSHP干燥系统的多目标优化函数,并通过正交试验法选出25组优化组合。另外,基于TRNSYS软件搭建了SMSHP干燥系统仿真模型,将25组优化组合参数下的系统进行仿真分析,得出最优参数组,并通过TRNSYS仿真模型验证了最优参数组的实用性和可靠性。研究结果表明,最优参数组为:集热器倾角为35°、集热器面积为40 m^(2)、水箱体积为1.5 m^(3)、热泵功率为10 kW、集热泵流量为2 700 kg/h、空气流量为3 500 m^(3)/h,此组参数下,SMSHP干燥系统成本降低了4.78%,系统性能提高了17.08%,节能性提高了9.41%,各项指标综合提升了6.27%。该研究从多影响因素出发,采用模糊层次分析法对太阳能多热源热泵干燥系统进行多目标优化分析,对提高系统的综合性能具有重要的指导意义。

中深层地埋管热泵供热系统运行特性实测研究

通过大量工程实测研究,总结了中深层地埋管热泵供热技术的运行特性。中深层地埋管具有出水温度高、取热功率大、长期运行稳定的特点,为热泵系统提供了高品位的低温热源,以提升其运行性能;同时中深层地埋管自身存在间歇蓄热特性,能很好地满足建筑供热需求变化与柔性用能;无级变频热泵机组更适合与中深层地埋管匹配运行,节能减排效果显著;热源侧水系统具有小流量、大扬程,且阻力随着流量变化而大幅度变化的特性。研究结果可为提升该技术的供热性能提供关键指导。

应用埋式毛细管网换热器的海水源热泵系统适用性研究

海水源热泵系统面临着生物附着、管道腐蚀、严寒天气换热器结冰等问题,影响其性能系数。将材质为PP-R的毛细管网换热器埋置于海床砂土中的海水源热泵系统能够有效避免以上问题。基于能耗模拟数据,对比了海水源热泵系统、空气源热泵系统和冷水机组+燃气锅炉系统的经济性和环保性。结果显示,应用埋式毛细管网换热器的海水源热泵系统的经济效益和环保效益均为最优。系统运行20年,海水源热泵系统的全寿命周期成本为459.5万元,最小年费用为46.8万元,建筑生命周期内其单位面积的碳排放量比空气源热泵系统低10%,比冷水机组+燃气锅炉系统低21%。本研究使消费者对该热泵系统有了更深的了解,为推广此应用提供数据支撑。

不同工况下双热源热泵供热性能研究及除霜实验

以空气、水为热源,实验研究双热源热泵水冷蒸发器不同水温、水量占比对系统制热性能的影响。通过温控器将水温分为20、30℃两档,通过阀门控制水冷蒸发器水量占比在0%、67%、100%三档,共设置4组不同工况对制热性能进行对比研究,分析不同工况下水冷蒸发器进出口温度、制热量变化,研究双热源热泵和单空气源热泵在除霜期的制热量变化规律。研究表明:水源的补热作用可提升系统制热性能,相较于单空气源系统,其他3种工况下双热源系统运行期间平均能效比分别为2.26、2.61、2.54,相较于单空气源系统提升31.4%、51.7%、47.7%,其中工况2、工况3的系统能效比最高值可达3.04、3.44。温度高、水量占比大的水冷蒸发器对系统的补热作用明显,相同水量下,水温高的系统能效比提升效果好。同时水源的补热作用可改善系统的结霜问题,单空气源系统相较于双热源系统除霜时间长、效果差,在强制除霜的作用下会消耗掉部分系统制热量,导致其能效比低于双热源系统。

某酒店定频空气源热泵空调系统变流量调适实践

借助对武汉某酒店定频空气源热泵空调系统冷(热)源与末端双变流量一级泵系统调适,分析定频空气源热泵制冷最小流量特性、计算并测试了末端管路供回水压差,分析变频水泵频率特性,制定了空气源热泵与末端用户双变流量系统控制策略,将系统水流量按照热泵台数分为5个挡位满足热泵最小流量,冷冻水温度控制在6~15℃之间,室内温度24~27℃,相对湿度45%~65%,在满足舒适性条件下,与传统冷源定流量、末端变流量运行相比,水泵节能57.5%,热泵节电6%。

热源塔热泵冷热水机组试验台的设计与应用

针对热源塔热泵冷热水机组的研发、测试及出厂检测,对试验台进行设计,包括系统设计方法、测试方法、测试设备的配置、软硬件设计、数据采集与处理以及试验应用等,并进行试验验证。研究结果可为该产品及类似产品试验台的研制与建造提供参考。

多模式再生运行的热源塔热泵系统运行能效分析

针对常规建筑空调冷热源形式的不足之处,采用多模式再生系统改善常规热源塔热泵系统,详述其工作原理、工作模式和系统设计方法。在实际节能改造项目中应用该系统并给出控制策略与评价计算方法,对制冷、制热和吸湿的典型工况进行现场实际测试,结果表明:在该系统设计参数下,夏季平均空气温度28.6℃、平均相对湿度84.5%工况综合制冷效率为4.51,冬季平均空气温度7.68℃、平均相对湿度81.2%工况考虑再生能耗在内综合制热效率为3.46。系统运行过程中溶液吸湿量与环境温度和相对湿度有关,环境温度越高,相对湿度越低,吸湿量越小。热源塔吸热由显热和潜热两部分组成,潜热占比受运行过程吸湿量影响,与空气相对湿度直接强相关,相对湿度越低,空气与水接触面水蒸气分压力差越小,水分更难从空气迁移到溶液中。测试时间内平均相对湿度81.2%的工况下由溶液吸湿导致的潜热占总系统热量比例约为18.6%。再生机组再生效率高低受外界环境与工况变化的影响较小,5天内平均值为4.45 kg/kWh。

废水热源热泵热水系统的探讨与性能分析

针对热水能耗和废热利用的现状,提出了以废水为热源的热泵热水系统。介绍了该系统的工作原理,进行了系统理论循环性能分析,并与空气源热泵热水系统进行了比较。对系统的应用提出了一些建议和需要考虑的问题。

空压机热回收和空气能在热水系统的设计应用

节能减排作为国家发展规划中的首要任务,各种节能新技术也不断涌现出来。同时,热水作为现代人们生活必不可少的组成部分,建筑热水系统的热源选择也成为节能减排的主要关注点。本文展开介绍的厦门新机场某机务维修厂区的综合楼热水系统采用空压机余热回收作为主要热源、空气能作为辅助热源,有很好的节能减排效果,为同行在今后的热水系统设计中提供一些思路借鉴。

空压机冷却废热回收利用系统的应用

本文介绍了一种空压机冷却废热回收系统,以解决煤矿机房冬季供暖和夏季空调供应问题。该系统装置主要由换热器、热泵机组及其控制系统构成。现场运行结果表明该系统的运行节约了煤炭资源,减少了CO2的排放,降低了污染,取得了良好的经济效益和社会效益。

梧桐庄矿热泵系统可用热源分析及利用

通过现场调研及理论计算,分析了梧桐庄矿工业广场可利用的热源及特点,并对可用热源的稳定性进行了评价。研究表明:梧桐庄矿可用热源主要有矿井排水、奥灰水、矿井排风、洗浴排水、空气压缩机冷却水,其中矿井排风可利用热量最大、最稳定;其次为奥灰水、矿井排水,但两者供热量均不稳定;洗浴排水和空气压缩机冷却水供热量较稳定,但热量较小。根据该矿热负荷较大的特点,提出了多种热源联合为热泵系统提供低品位热量的方案,以满足了工业广场供热需求。

基于热源塔的热泵系统构建与试验

为解决水冷冷水机组冬季闲置和空气源热泵冬季制热存在的结霜问题,构建了一种基于热源塔的热泵系统。详细分析了热源塔热泵系统的构成和工作过程,依据所建立的热源塔热泵试验装置进行了不同热源塔溶液进出口温差的制热试验。结果表明:热泵制热量和COP都随着热源塔溶液进出口温差的增大而减小,而压缩机的耗功变化较小,空气与蒸发温度间的温差随之增大而增加;当环境温度为-1.2℃,热源塔溶液进出口温差从1.5℃增大到3℃时,热泵制热COP由3.02降为2.72,空气与蒸发温度的温差由7.64℃增大至11.96℃。整个实验过程中系统运行稳定可靠,避免了空气源热泵的结霜问题,表明热源塔热泵是一种非常具有前景的冷热源方案。

中深层地热源热泵供暖系统能耗和能效实测分析

介绍了中深层地热源热泵供暖系统的构成、工程案例基本信息及测点布置情况。通过连续48h以上的监测,得到了中深层地热源热泵供暖系统的实际运行情况。介绍了几类常规热泵系统热源侧出水温度的连续监测情况。通过对比可知,中深层地热源热泵系统热源侧的出水温度明显高于其他几类常规热泵系统。计算结果显示:中深层地热源热泵系统热源侧换热器单位长度取热量可以达到常规地源热泵系统的2.0~3.6倍;中深层地热源热泵系统的机组能效和系统能效都得到了提升;中深层地热源热泵供暖系统适合为居住建筑供暖。

利用长江水作热泵系统冷热源的技术分析

介绍了江水源热泵系统的形式,分析了长江重庆段的水温和水质情况。研究表明,长江水作为冷热源适于发展水源热泵技术,应优先选择壳管式直接利用热泵系统。此外,针对长江水泥沙含量高、夏季悬浮物和微生物数量多的问题,探讨了江水的净化处理、增强传热和除垢、热泵系统工况分析、取水方式以及江水二次利用等关键技术。

太阳能-空气双热源复合热泵系统性能研究

太阳能-空气双热源复合热泵技术能有效解决空气源热泵室外温度低时蒸发器易结霜、系统性能降低的缺点。本文在课题组前期研究的基础上,针对一种新型的太阳能-空气双热源复合热泵系统,采用分布参数法建立了系统的数学模型。利用数学模拟的方法对单一空气源热泵系统和太阳能-空气双热源复合热泵系统在三种不同工况下的制热量和COP进行了模拟,并对模拟结果进行了对比分析。

地热源热泵空调系统的技术经济分析

文中就热泵技术在地热源中有效利用方面的技术经济性、节能效果和环保效益进行了分析,认为地热源热泵技术是一项技术含量较高的节能与环保为一体的系统工程,具有十分广阔的开发前景.

太阳能热泵热水系统辅助热源热经济分析

采用内燃发动机驱动的热泵作为太阳能热泵热水系统的辅助热源,从热力学和经济性两个方面对适合系统辅助热源使用的燃料进行了研究.定义了折算性能系数的概念,并用其衡量能量利用效率.确定了自变量,并分析了其对折算性能系数和一次能源利用率的影响,确定了自变量的影响度.研究表明,提高发动机和发电机效率,并回收利用发动机的余热是提高系统辅助热源能量利用率的根本措施.引入寿命周期费用法研究系统辅助热源的燃料费用,针对办公楼、住宅和宾馆3种典型建筑分析了燃料热值和价格对寿命周期费用的影响.综合考虑一次能源利用率和寿命周期费用,在不考虑燃料获取难度的前提下,得出在现阶段的条件下系统辅助热源应优先选用沼气和天然气作为其燃料的结论.

新型空气-水双热源复合热泵系统性能和除霜实验

针对低温环境条件下热泵逆循环除霜存在的诸多问题,提出了一套具备预热除霜功能的新型空气-水双热源复合热泵系统(new air-water double source composite heat pump system,AWDSHPS-N),通过阀门切换和低温水源侧水泵的启停控制可直接进入除霜模式,除霜过程中可保证制热的连续性,每次除霜时长不超过5 min。利用恒温恒湿环境仓模拟室外环境条件,可调控水温的低温水箱模拟太阳能等低温热源搭建AWDSHPS-N实验台,对不同测试工况下,单空气源制热模式(air source heating mode,ASHM)、单水源制热模式(water source heating mode,WSHM)、空气-水双热源制热模式(air-water source heating mode,AWSHM)3种制热模式将水从18℃加热至51℃的系统性能系数(coefficient of performance,COP)进行了实验,结果表明:AWSHM的COP比ASHM提高了6.1%~20.5%;当环境温度和低温水源温度均高于15℃时,系统COP高低顺序为AWSHM、ASHM和WSHM。

小型低温空气热源热泵循环系统的改进设计

在分析了单级压缩空气热源热泵机组的低温性能的基础上 ,研究了改进的中间注液热泵循环系统。结果表明 :采用改进的热泵循环系统可明显提高制热量 ,同时使压缩终温降低 ,容积效率提高 ,有效的改善了热泵机组的低温性能。此系统已成功的应用于新产品开发。

低温地热及热泵联合供热系统热源设计

探讨了低温地热资源有效利用的方法 ,即将热泵技术应用于低温地热供暖。通过对地热—热泵联合供热热源系统的设计计算、方案比较 ,分析热泵参与地热供暖的负荷调节 ,论证了热泵系统是提高低温能源利用率的有效方式 ,还介绍了工程投资和运行成本的概算方法。